La impresión 3D industrial se encuentra en un punto de inflexión, a punto de generalizarse de forma masiva. La mayoría de los directivos y muchos ingenieros no se dan cuenta, pero esta tecnología ha ido mucho más allá de la creación de prototipos, la fabricación rápida de herramientas, las baratijas y los juguetes. La "fabricación aditiva" está creando productos duraderos y seguros para la venta a clientes reales en cantidades moderadas a grandes.

Los inicios de la revolución se reflejan en una encuesta de PwC de 2014 a más de 100 empresas manufactureras. En el momento de la encuesta, el 11% ya había cambiado a la producción en volumen de piezas o productos impresos en 3D. Según los analistas de Gartner, una tecnología es "convencional" cuando alcanza un nivel de adopción del 20%.

Entre las numerosas empresas que utilizan la impresión 3D para aumentar la producción se encuentran GE (motores a reacción, dispositivos médicos y piezas de electrodomésticos), Lockheed Martin y Boeing (aeroespacial y defensa), Aurora Flight Sciences (vehículos aéreos no tripulados), Invisalign (dispositivos dentales), Google (electrónica de consumo) y la empresa holandesa Lux Excel (lentes para diodos emisores de luz o LED). Al observar estos avances, McKinsey informó recientemente que la impresión 3D está "lista para salir de su estatus de nicho y convertirse en una alternativa viable a los procesos de fabricación convencionales en un número creciente de aplicaciones". En 2014, las ventas de impresoras 3D de grado industrial en Estados Unidos ya representaban un tercio del volumen de ventas de automatización industrial y robótica. Algunas proyecciones estiman que esa cifra aumentará al 42% para 2020.

Más empresas se sumarán a medida que la gama de materiales imprimibles siga ampliándose. Además de los plásticos básicos y las resinas fotosensibles, ya incluyen cerámica, cemento, vidrio, numerosos metales y aleaciones metálicas, y nuevos compuestos termoplásticos infundidos con nanotubos y fibras de carbono. Las ventajas económicas acabarán por convencer a los rezagados. Aunque los costes directos de producir bienes con estos nuevos métodos y materiales suelen ser más altos, la mayor flexibilidad que ofrece la fabricación aditiva significa que los costes totales pueden ser sustancialmente menores.

Con este cambio revolucionario ya en marcha, los directivos deben ahora abordar cuestiones estratégicas en tres niveles:

En primer lugar, los vendedores de productos tangibles deben preguntarse cómo podrían mejorar sus ofertas, ya sea por sí mismos o por la competencia. La fabricación de un objeto capa por capa, según un "plano" digital descargado en una impresora, no solo permite una personalización ilimitada, sino también diseños de mayor complejidad.

En segundo lugar, las empresas industriales deben revisar sus operaciones. Dado que la fabricación aditiva crea una miríada de nuevas opciones sobre cómo, cuándo y dónde se fabrican los productos y las piezas, ¿qué red de activos de la cadena de suministro y qué combinación de procesos antiguos y nuevos será la óptima?

En tercer lugar, los líderes deben considerar las implicaciones estratégicas a medida que se forman ecosistemas comerciales completos en torno a las nuevas realidades de la impresión 3D. Se ha hablado mucho del potencial de que grandes sectores del ámbito manufacturero se atomizen en un número incalculable de pequeños "fabricantes". Pero esa visión tiende a oscurecer un desarrollo más seguro e importante: para permitir la integración de actividades entre diseñadores, fabricantes y distribuidores de bienes, habrá que establecer plataformas digitales. Al principio, estas plataformas habilitarán actividades de diseño a impresión, así como el intercambio de diseños y la descarga rápida. Pronto orquestarán las operaciones de las impresoras, el control de calidad, la optimización en tiempo real de las redes de impresoras y los intercambios de capacidad, entre otras funciones necesarias. Los proveedores de plataformas más exitosos prosperarán enormemente al establecer estándares y proporcionar los entornos en los que un ecosistema complejo pueda coordinar las respuestas a las demandas del mercado. Pero todas las empresas se verán afectadas por el auge de estas plataformas. Habrá mucha competencia entre las empresas consolidadas y las nuevas para capturar cuotas del enorme valor que creará esta nueva tecnología.

Estas cuestiones suponen una cantidad sustancial de pensamiento estratégico, y aún queda otra: ¿Qué tan rápido ocurrirá todo esto? Para un negocio determinado, he aquí la rapidez con la que puede suceder: la industria estadounidense de audífonos se convirtió al 100% a la fabricación aditiva en menos de 500 días, según un director ejecutivo de la industria, y ni una sola empresa que se aferró a los métodos de fabricación tradicionales sobrevivió. Los directivos tendrán que determinar si es prudente esperar a que esta tecnología de rápida evolución madure antes de realizar ciertas inversiones o si el riesgo de esperar es demasiado grande. Sus respuestas serán diferentes, pero para todos ellos parece seguro decir que el momento del pensamiento estratégico es ahora.

Ventajas de la fabricación aditiva

Puede resultar difícil imaginar que esta tecnología desplazará las formas estándar actuales de fabricar cosas en grandes cantidades. Las prensas de moldeo por inyección tradicionales, por ejemplo, pueden producir miles de piezas por hora. Por el contrario, las personas que han visto impresoras 3D en acción en el mercado de los aficionados a menudo encuentran que la acreción capa por capa de los objetos es cómicamente lenta. Pero los recientes avances en la tecnología están cambiando eso drásticamente en los entornos industriales.

Algunos pueden olvidar por qué la fabricación estándar se realiza con una velocidad tan impresionante. Esas piezas se producen rápidamente porque se han realizado grandes inversiones por adelantado para establecer la compleja gama de máquinas herramienta y equipos necesarios para producirlas. La primera unidad es extremadamente cara de fabricar, pero a medida que siguen unidades idénticas, su coste marginal se desploma.

La fabricación aditiva no ofrece nada parecido a esa economía de escala. Sin embargo, evita el inconveniente de la fabricación estándar: la falta de flexibilidad. Como cada unidad se construye de forma independiente, puede modificarse fácilmente para adaptarse a necesidades únicas o, de forma más amplia, para acomodar mejoras o modas cambiantes. Y configurar el sistema de producción desde el principio es mucho más sencillo, porque implica muchas menos etapas. Por eso la impresión 3D ha sido tan valiosa para producir piezas únicas, como prototipos y piezas de repuesto poco comunes. Pero la fabricación aditiva tiene cada vez más sentido incluso a mayor escala. Los compradores pueden elegir entre combinaciones infinitas de formas, tamaños y colores, y esta personalización añade poco al coste del fabricante incluso cuando los pedidos alcanzan niveles de producción en masa.

Una gran parte de la ventaja aditiva es que las piezas que solían moldearse por separado y luego ensamblarse ahora pueden producirse como una sola pieza en una única pasada. Un ejemplo sencillo son las gafas de sol: el proceso 3D permite que la porosidad y la mezcla de plásticos varíen en diferentes áreas de la montura. Las patillas salen suaves y flexibles, mientras que los aros que sujetan las lentes son duros. No requiere ensamblaje.

La impresión de piezas y productos también permite diseñarlos con arquitecturas más complejas, como la estructura de panal dentro de paneles de acero o geometrías anteriormente demasiado finas para fresar. Las piezas mecánicas complejas, como un conjunto de engranajes encapsulado, por ejemplo, pueden fabricarse sin ensamblaje. Los métodos aditivos pueden utilizarse para combinar piezas y generar muchos más detalles interiores. Por eso GE Aviation ha cambiado a la impresión de las boquillas de combustible de ciertos motores a reacción. Se espera producir más de 45.000 unidades del mismo diseño al año, por lo que cabría suponer que los métodos de fabricación convencionales serían más adecuados. Pero la tecnología de impresión permite que una boquilla que solía ensamblarse a partir de 20 piezas fundidas por separado se fabrique en una sola pieza. GE afirma que esto reducirá el coste de fabricación en un 75%.